Bilim adamları, "gizli" eski ayrışma kabuklarının izini sürmenin yeni bir yolunu keşfettiler.
Küresel karbon döngüsü çalışmasında, silikat kimyasal ayrışma, atmosferik CO2'nin önemli bir yutağı olarak kabul edilir. Bunların arasında, bazaltın dağılım alanı küresel kara yüzeyinin sadece% 5'i olmasına rağmen, onun ayrışması tarafından tüketilen CO2, tüm silikat ayrışma tüketiminin 1 / 3'ünü oluşturmaktadır. Büyük ölçekli hızlı kimyasal ayrışma, iklim değişikliği, okyanus oksidasyonu, ekosistemler ve biyolojik yok oluş olayları üzerinde doğrudan veya dolaylı etkilere sahiptir. Ayrışmış kalıntı gömülebilir, sıkıştırılabilir ve "eski bir ayrışma kabuğu" oluşturmak için pekiştirilebilir. Paleo-iklimi yeniden yapılandırmanın ve gelecekteki iklim değişikliğini tahmin etmenin anahtarı, paleo-tüylenme kabuğu çalışmasıdır, ancak bu araştırma hakkında çok az rapor bulunmaktadır. Birincisi, eski ayrışma kabuğunun genellikle yeni oluşan volkanik kayalar ve tortularla kaplanması, kaya örneklerini elde etmeyi zorlaştırması; diğeri ise eski ayrışma kabuğunun daha sonraki jeolojik süreçlerle değiştirilmiş olması ve orijinal bilginin korunmasının zor olmasıdır. Birçok yanardağ genellikle alt kısımda büyük miktarlarda bazaltik lav geliştirir ve genellikle üst kısımda az miktarda ara asit kayaları ile birlikte görülür. Teorik olarak, üst geç aşamada oluşan bu orta asitli volkanik kayaçlar, magma yükselmeleri ve yerleşimleri sırasında çevredeki kaya bilgilerini kaydedebilir. Bu nedenle, erken bazaltlar bir paleoweathering kabuğu oluşturmak için ayrıştırılmış ve korunmuşsa, daha sonra oluşan volkanik kayalar bu paleoweathering olayını kaydedebilmelidir.
Çin Bilimler Akademisi, Jeoloji ve Jeofizik Enstitüsü, Yeryüzü ve Gezegen Fiziği Anahtar Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olan Tian Hengci ve yardımcı eğitmeni Yang Wei, geç volkanik kayalardan paleoweathering kabuklarıyla ilgili bilgilerin nasıl bulunacağını keşfetmek için, Kuzeydoğu Çin'deki Changbai Dağı volkanik kayaları üzerinde araştırma yaptı (Şekil 1). Ayrıntılı bir Sr-Nd-Mg izotop çalışması. Sonuçlar 87Sr / 86Sr = 0.704930.70506, 143Nd / 144Nd = 0.5125840.512619 ve 26Mg kalkan oluşturucu bazalt olduğunu göstermektedir.
Önceki araştırmalara göre, koni oluşturan trakit, kalkan oluşturan bazaltın yüksek derecede ayrılması ve kristalleşmesi ile oluşturulur. Bu açıklama, trakitte tükenen Sr, P, Ti, Ba ve Eu'nun eser element özellikleri ve MELTS simülasyon sonuçları ile tutarlıdır. Bununla birlikte, bu trakitlerin bazaltlardan daha yüksek Sr ve Mg izotopik bileşimlerine sahip oldukları, ancak benzer Nd izotopik bileşimlerine sahip oldukları belirtilmelidir.
Normal olarak, ayırma ve kristalleştirme işlemiyle üretilen Sr-Nd-Mg izotoplarının fraksiyonlanması çok sınırlıdır. MELTS simülasyon hesaplamaları tarafından verilen kristalin mineral fazlarını birleştiren araştırma hesaplamaları, eriyiğin 26Mg'sinin - 0.3 , + 0.02 'ye yükseltildi. Bununla birlikte, teorik olarak hesaplanan bu değer, trakit Mg izotopunun ölçülen değerinden çok daha küçüktür. Araştırmacılar, bu trakitlerin oluşumu sırasında erken bazaltın ayrışma kabuğunun bileşenleri ile kirlendiğini ayrıntılı olarak çıkardılar. Çünkü bazaltın ayrışması sırasında, kalıntının Sr ve Mg izotopları giderek ağırlaşırken, Nd izotopları neredeyse değişmeden kalacaktır. AFC (asimilasyon ve fraksiyonel kristalizasyon) hesaplamaları, erken bazaltın, trakitin ağır Sr-Mg izotop özelliklerini karşılamak için güçlü kimyasal ayrışmaya maruz kalması gerektiğini göstermektedir (Şekil 2).
Önceki araştırmalara göre, araştırmacılar böylesine ağır bir 26Mg ( > + 1.5 ) yıpranmış kalıntılar, en azından 4-5 Mys'lik yüksek yoğunluklu ayrışmaya maruz kalması gerekir. Changbai Dağı bazaltının dağılımı incelendiğinde, bu güçlü ayrışma olayının Miyosen 17-15 My'de meydana gelmesi muhtemeldir. Çünkü bu dönemde Güneydoğu Çin de sıcak ve nemli bir ortamdaydı (sıcaklık > 19 / yıl, yağış > 165 cm / yıl). Daha sonra, doğu Antarktika buz tabakasının genişlemesi ve Grönland buz tabakasının oluşması nedeniyle, küresel sıcaklık 15 milyon yıldan beri kademeli olarak daha soğuk hale geldi. Erken aşamada kuvvetli bir şekilde ayrışan bazalt kalıntıları, sonraki aşamada da zayıf ayrışma yaşadı. Buna dayanarak, araştırmacılar bir trakit oluşum modeli önerdiler (Şekil 3): Erken patlama bazaltının eski ayrışma kabuğu, daha sonraki bazalt tarafından kaplandı ve korundu ve volkanik koninin bir parçası oldu; daha sonra volkanik kayaların patlaması devam ettikçe, volkanik koni artmaya devam etti. Büyürken, magma odası da yükseliyor. Magma odasının yükselen süreci, bazaltın erken patlamasından kaynaklanan paleoweathering kabuğu da dahil olmak üzere volkanik konideki çevreleyen kayayı asimile edecektir.
Bu çalışma, paleoweathering kabuklarını incelemek için yeni bir yöntem önermektedir: Sr-Nd-Mg özelliklerini ve geç dönemde oluşan volkanik kayaçların ana iz elementlerini inceleyerek erken ayrışma tarihini keşfetmek.
Araştırma sonuçları Chemical Geology'de yayınlandı.
Şekil 1 Kuzeydoğu Çin'deki Changbai Dağı volkanik konisinin sayısal topografik haritası (Zhang ve diğerlerinden alıntı 2018). Alt kısım bazaltik lav, üst kısım ise koni oluşturan trakittir.
Şekil 2 Trakitteki Sr-Mg izotopları, majör miktarlar ve eser element oranları arasındaki ilişki. Pembe ve siyah çizgiler AFC simülasyon sonuçlarını temsil eder ve gri çizgiler her iki ucun karışık simülasyon sonuçlarını temsil eder.
Şekil 3 Çin'deki Changbai Dağı volkanik kayalarının oluşum modeli
Kaynak: Jeoloji ve Jeofizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, aşağıdakileri yapmanız gerekir: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
